Impulsada por la luz solar natural o artificial, una novedosa "bomba de microtubos" transporta gotas de agua a largas distancias. Según lo informado por investigadores chinos en la revista Angewandte Chemie , la bomba consta de un tubo cuyas propiedades pueden cambiarse asimétricamente mediante irradiación. Esto da como resultado fuerzas capilares y un gradiente de humectabilidad en la pared interna que trabajan juntas para acelerar las gotas de agua a velocidades excepcionales.
Los métodos modernos de análisis y diagnóstico molecular generalmente funcionan con pequeñas cantidades de líquido. La tecnología de microfluidos también se ha utilizado en procesos sintéticos en los que se producen reacciones en microcanales e instrumentos miniaturizados. Para transportar con precisión esos pequeños volúmenes de un lugar a otro, los científicosen la Universidad de Tsinghua y la Universidad de Beihang en Beijing, China, han desarrollado una "bomba de microtubos".
La bomba consta de un tubo de polímero con un diámetro de aproximadamente 500 µm. Está hecha de dos capas: la capa externa es polidimetilsiloxano PDMS, que los investigadores, liderados por Chun Li, Zhiping Xu y Liangti Qu;mezclado con óxido de grafeno reducido rGO, un nanomaterial a base de carbono que absorbe la luz solar particularmente bien. Esto produce calor que se transmite a la capa interna de la pared de la manguera, que está hecha de poli N-isopropilacrilamida PNIPAm, unpolímero que forma un hidrogel a temperatura ambiente. Sus cadenas de polímero se anudan en una red que se hincha a medida que absorbe agua. Por encima de aproximadamente 32 ° C, el hidrogel se colapsa en esferas compactas que hacen que la pared interna sea hidrófoba. Esto también hace que la capa interna sereducir, haciendo que el diámetro interno del tubo sea más grande.
Irradiar el tubo en un solo extremo forma un gradiente de humectabilidad en la pared interna. Además, la geometría del tubo se vuelve asimétrica porque el diámetro interno solo aumenta en el extremo irradiado. Las fuerzas capilares hacen que las gotas de agua se muevan hacia el extremo de menor diámetro- el extremo que no está irradiado. La disminución de la humectabilidad de la pared interna en el extremo irradiado acelera aún más la gota de agua. La sinergia de estos dos mecanismos da como resultado altas velocidades, que pueden controlarse cambiando la intensidad de la irradiación.irradiación, el tubo se enfría muy rápidamente. El hidrogel vuelve a su estado original, listo para ser irradiado nuevamente.
El material flexible permite la producción de tubos rectos o doblados de un metro de longitud que pueden transportar agua continuamente a largas distancias. También es posible hacer sistemas ramificados que pueden irradiarse simultáneamente o en secuencia en diferentes lugares. Esto, por ejemplo,permite que las gotas individuales que contienen diferentes reactivos se transporten en un orden específico y se combinen, y podrían usarse en pruebas de diagnóstico o cuando las gotas de agua sirven como microrreactores para reacciones químicas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Wiley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :